CN117567819A - 一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材 - Google Patents
一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材 Download PDFInfo
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Abstract
一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材，属于防水卷材技术领域，所述超耐候氯化聚乙烯防水卷材的基材为氯化聚乙烯，其氯含量为25~38wt%，提高耐候性的功能性添加物为氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂；得到的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，按《GB12953‑2003氯化聚乙烯防水卷材》测试拉伸强度、断裂伸长率以及耐光、热老化性能，拉伸强度16.1~17.0MPa，断裂伸长率611~632%，耐光老化（累计照射能量2000MJ/m2）拉伸强度保持率90~95%、断裂伸长率保持率92~96%，耐热老化（80℃×168小时）拉伸强度保持率92~95%、断裂伸长率保持率91~94%。
Description
技术领域
本发明涉及一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材，属于防水卷材技术领域。
背景技术
氯化聚乙烯防水卷材在我国建筑防水领域应用非常广泛，并于上世纪末开始应用于铁路混凝土桥梁桥面的防水。近年来因其耐老化、耐候性和粘结性方面的一些问题导致该材料在建筑防水领域的应用有所萎缩，但目前在铁路混凝土桥梁桥面防水领域依旧有着一定的应用。因此提高氯化聚乙烯防水卷材的耐老化耐候性能是维持氯化聚乙烯防水卷材在建筑防水领域市场地位的不二选择。
中国专利CN107652567A公开了一种耐老化氯化聚乙烯防水卷材，属于建筑材料技术领域。按重量份数计依次取10～20份1号改性剂，15～20份2号改性剂，80～100份氯化聚乙烯树脂，3～6份增塑剂，1～3份抗氧剂，将氯化聚乙烯树脂加入混料机，升温至80～100℃后，依次向混料机中加入1号添加剂，2号添加剂，增塑剂和抗氧剂，再将温度升至150～180℃，高速搅拌混合，得混合料，将混合料移入塑炼机塑炼，并用双螺杆挤出机挤出成型，得耐老化氯化聚乙烯防水卷材。该专利中得到的氯化聚乙烯防水卷材有一定的耐光老化性能，但耐热老化性能比较差，整体来说耐候性并不好。
中国专利CN102746545A公开了一种氯化聚乙烯防水卷材及其制备方法，它是由氯化聚乙烯为基料，添加热塑性聚烯烃、填充剂和其他助剂组成，采用挤出压延成型的方法制成氯化聚乙烯防水卷材。该专利添加的热塑性聚烯烃材料与氯化聚乙烯在相容性方面存在天然的障碍，很难得到的性质均一稳定的氯化聚乙烯防水卷材，耐候性更是难以保障。
从以上论述可以看出，目前氯化聚乙烯防水卷材的耐候性仍是制约其扩大市场占有量的瓶颈问题，因此开发一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材具有非常重要的现实意义。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材，实现以下发明目的：制备出耐候性特别优异且力学性能高的氯化聚乙烯防水卷材。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材，所述超耐候氯化聚乙烯防水卷材的基材为氯化聚乙烯，其氯含量为25~38wt%，提高耐候性的功能性添加物为氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂；
所述超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其制备方法包括氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备、离子液体改性纳米碳酸钙的制备、密炼、螺杆挤出、压光修整5个步骤；
以下是对上述技术方案的进一步改进：
步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备
将十六烷基磷酸酯甜菜碱溶于去离子水中，然后加入纳米二氧化钛，在8000~13000转/分速率下，充分均质分散2~4小时后，再加入氯丁橡胶胶乳，控制搅拌速率2500~4000转/分下，加热至70~90℃并恒温搅拌40~60分钟，得到纳米二氧化钛和胶乳的混合液，然后将混合液以16~22克/分的速率滴入高速搅拌的硫酸铝水溶液中，控制硫酸铝水溶液的搅拌速率为1500~3000转/分、温度为65~80℃，混合液滴加完毕后，陈化25~50分钟后，过滤，滤出的固体用去离子水洗涤3~5遍后放在80~95℃鼓风干燥箱内干燥至水分含量在0.4~0.7%，然后降至室温得到氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液中，十六烷基磷酸酯甜菜碱、去离子水、纳米二氧化钛、氯丁橡胶胶乳的质量比为1~4:90~130:25~45:60~85；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为5~80nm；
所述氯丁橡胶胶乳的固含量为42~58%；
所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为6~18%；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液与硫酸铝水溶液的质量比为4~7:20。
步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备
将三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙混合后加入双行星搅拌机中，控制温度40~55℃，搅拌速率100~200转/分，分散桨速率5000~7500转/分下搅拌分散4~8小时后出料，放入超声震荡器中，恒温45~55℃下，超声震荡40~70分钟后，放于真空烘箱中，于65~80℃下真空干燥3~7小时后得到离子液体改性纳米碳酸钙；
所述纳米碳酸钙的粒径为10~100nm；
所述三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙的质量比为15~25:130~160:45~70。
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度150~170℃，转速70~80转/分条件下密炼20~35分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成10~30目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为25~38wt%；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-40~-30℃，熔融温度为170~180℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为110~150:9~15:38~60:5~10:10~20。
步骤4、螺杆挤出
将胶料颗粒投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度8~18kg/h，螺杆转速25~40转/分，熔体压力为9~15MPa，加料段温度120~140℃，混料段150~175℃，熔融段180~195℃，机头温度195~205℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度190~205℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。
步骤5、压光修整
将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为95~105℃，中辊的温度为85~95℃，下辊的温度为75~85℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的超耐候氯化聚乙烯防水卷材。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
1、本发明先将纳米二氧化钛分散在水中，再用氯丁橡胶胶乳对分散状态较好的纳米二氧化钛做包覆处理，这一工艺过程中得到的氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛，纳米二氧化钛在氯丁橡胶中的分散会非常均匀，几乎可以做到纳米级的分散程度，然后在密炼过程中，氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛会进一步均匀的分散进氯化聚乙烯基体中，最终的氯化聚乙烯防水卷材成品中，纳米二氧化钛以纳米级尺度分散在防水卷材整个基体材质中，这有效的保障了纳米二氧化钛的吸光效应，使防水卷材整体上具有优异的耐光老化性能，进而提高了氯化聚乙烯防水卷材的耐候性；
2、本发明用离子液体三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐对纳米碳酸钙做了表面改性，减弱了纳米碳酸钙的表面极性，使纳米碳酸钙在密炼过程中更容易均匀分散到氯化聚乙烯基体中，促进纳米碳酸钙对氯化聚乙烯防水卷材力学性能和耐光、热老化性能方面的提升作用，最终得到力学强度高且耐候性好的防水卷材；
3、本发明通过在氯化聚乙烯基体中掺入聚偏二氟乙烯树脂来提升防水卷材的耐候性，聚偏二氟乙烯本身具有极优异的耐紫外、耐热、耐腐蚀以及耐化学药品性能，它与氯化聚乙烯的极性相差不是特别大，少量的掺杂会极大提升氯化聚乙烯的耐候性且对氯化聚乙烯本身的力学性能没有影响；
4、本发明得到的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，按《GB12953-2003氯化聚乙烯防水卷材》测试拉伸强度、断裂伸长率以及耐光、热老化性能，拉伸强度16.1~17.0MPa，断裂伸长率611~632%，耐光老化（累计照射能量2000MJ/m2）拉伸强度保持率90~95%、断裂伸长率保持率92~96%，耐热老化（80℃×168小时）拉伸强度保持率92~95%、断裂伸长率保持率91~94%。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材
步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备
将十六烷基磷酸酯甜菜碱溶于去离子水中，然后加入纳米二氧化钛，在11000转/分速率下，充分均质分散3.5小时后，再加入氯丁橡胶胶乳，控制搅拌速率3500转/分下，加热至85℃并恒温搅拌55分钟，得到纳米二氧化钛和胶乳的混合液，然后将混合液以20克/分的速率滴入高速搅拌的硫酸铝水溶液中，控制硫酸铝水溶液的搅拌速率为2500转/分、温度为75℃，混合液滴加完毕后，陈化40分钟后，过滤，滤出的固体用去离子水洗涤4遍后放在88℃鼓风干燥箱内干燥至水分含量在0.5%，然后降至室温得到氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液中，十六烷基磷酸酯甜菜碱、去离子水、纳米二氧化钛、氯丁橡胶胶乳的质量比为3:100:40:80；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为65nm；
所述氯丁橡胶胶乳的固含量为52%；
所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为11%；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液与硫酸铝水溶液的质量比为6:20。
步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备
将三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙混合后加入双行星搅拌机中，控制温度52℃，搅拌速率140转/分，分散桨速率6000转/分下搅拌分散7小时后出料，放入超声震荡器中，恒温50℃下，超声震荡60分钟后，放于真空烘箱中，于72℃下真空干燥4小时后得到离子液体改性纳米碳酸钙；
所述纳米碳酸钙的粒径为90nm；
所述三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙的质量比为22:150:55。
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度165℃，转速77转/分条件下密炼30分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成25目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为33wt%；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-33℃，熔融温度为176℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为130:13:45:8:16。
步骤4、螺杆挤出
将胶料颗粒投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度13kg/h，螺杆转速35转/分，熔体压力为13MPa，加料段温度128℃，混料段165℃，熔融段190℃，机头温度202℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度200℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。
步骤5、压光修整
将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为102℃，中辊的温度为93℃，下辊的温度为82℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的超耐候氯化聚乙烯防水卷材。
实施例2：一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材
步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备
将十六烷基磷酸酯甜菜碱溶于去离子水中，然后加入纳米二氧化钛，在8000转/分速率下，充分均质分散2小时后，再加入氯丁橡胶胶乳，控制搅拌速率2500转/分下，加热至70℃并恒温搅拌40分钟，得到纳米二氧化钛和胶乳的混合液，然后将混合液以16克/分的速率滴入高速搅拌的硫酸铝水溶液中，控制硫酸铝水溶液的搅拌速率为1500转/分、温度为65℃，混合液滴加完毕后，陈化25分钟后，过滤，滤出的固体用去离子水洗涤3遍后放在80℃鼓风干燥箱内干燥至水分含量在0.4%，然后降至室温得到氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液中，十六烷基磷酸酯甜菜碱、去离子水、纳米二氧化钛、氯丁橡胶胶乳的质量比为1:90:25:60；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为5nm；
所述氯丁橡胶胶乳的固含量为42%；
所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为6%；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液与硫酸铝水溶液的质量比为4:20。
步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备
将三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙混合后加入双行星搅拌机中，控制温度40℃，搅拌速率100转/分，分散桨速率5000转/分下搅拌分散4小时后出料，放入超声震荡器中，恒温45℃下，超声震荡40分钟后，放于真空烘箱中，于65℃下真空干燥3小时后得到离子液体改性纳米碳酸钙；
所述纳米碳酸钙的粒径为10nm；
所述三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙的质量比为15:130:45。
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度150℃，转速70转/分条件下密炼20分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成10目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为25wt%；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-40℃，熔融温度为170℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为110:9:38:5:10。
步骤4、螺杆挤出
将胶料颗粒投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度8kg/h，螺杆转速25转/分，熔体压力为9MPa，加料段温度120℃，混料段150℃，熔融段180℃，机头温度195℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度190℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。
步骤5、压光修整
将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为95℃，中辊的温度为85℃，下辊的温度为75℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的超耐候氯化聚乙烯防水卷材。
实施例3：一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材
步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备
将十六烷基磷酸酯甜菜碱溶于去离子水中，然后加入纳米二氧化钛，在13000转/分速率下，充分均质分散4小时后，再加入氯丁橡胶胶乳，控制搅拌速率4000转/分下，加热至90℃并恒温搅拌60分钟，得到纳米二氧化钛和胶乳的混合液，然后将混合液以22克/分的速率滴入高速搅拌的硫酸铝水溶液中，控制硫酸铝水溶液的搅拌速率为3000转/分、温度为80℃，混合液滴加完毕后，陈化50分钟后，过滤，滤出的固体用去离子水洗涤5遍后放在95℃鼓风干燥箱内干燥至水分含量在0.7%，然后降至室温得到氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液中，十六烷基磷酸酯甜菜碱、去离子水、纳米二氧化钛、氯丁橡胶胶乳的质量比为4:130:45:85；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为80nm；
所述氯丁橡胶胶乳的固含量为58%；
所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为18%；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液与硫酸铝水溶液的质量比为7:20。
步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备
将三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙混合后加入双行星搅拌机中，控制温度55℃，搅拌速率200转/分，分散桨速率7500转/分下搅拌分散8小时后出料，放入超声震荡器中，恒温55℃下，超声震荡70分钟后，放于真空烘箱中，于80℃下真空干燥7小时后得到离子液体改性纳米碳酸钙；
所述纳米碳酸钙的粒径为100nm；
所述三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙的质量比为25:160:70。
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度170℃，转速80转/分条件下密炼35分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成30目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为38wt%；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-30℃，熔融温度为180℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为150:15:60:10:20。
步骤4、螺杆挤出
将胶料颗粒投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度18kg/h，螺杆转速40转/分，熔体压力为15MPa，加料段温度140℃，混料段175℃，熔融段195℃，机头温度205℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度205℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。
步骤5、压光修整
将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为105℃，中辊的温度为95℃，下辊的温度为85℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的超耐候氯化聚乙烯防水卷材。
对比例1：实施例1基础上，不进行步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备，步骤3、密炼中，将13份氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛等量替换为13份纳米二氧化钛，具体操作如下：
不进行步骤1、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备；
步骤2操作同于实施例1；
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度165℃，转速77转/分条件下密炼30分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成25目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为33wt%；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为65nm；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-33℃，熔融温度为176℃；
所述氯化聚乙烯、纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为130:13:45:8:16；
步骤4、5操作同于实施例1。
对比例2：实施例1基础上，不进行步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备，步骤3、密炼中，将45份离子液体改性纳米碳酸钙等量替换为45份纳米碳酸钙，具体操作如下：
步骤1操作同于实施例1；
不进行步骤2、离子液体改性纳米碳酸钙的制备；
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度165℃，转速77转/分条件下密炼30分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成25目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为33wt%；
所述纳米碳酸钙的粒径为90nm；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-33℃，熔融温度为176℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为130:13:45:8:16；
步骤4、5操作同于实施例1。
对比例3：实施例1基础上，步骤3、密炼中，不加入聚偏二氟乙烯树脂，将8份聚偏二氟乙烯树脂等量替换为8份氯化聚乙烯，具体操作如下：
步骤1、2操作同于实施例1；
步骤3、密炼
将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度165℃，转速77转/分条件下密炼30分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成25目颗粒，得到胶料颗粒；
所述氯化聚乙烯的氯含量为33wt%；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、氯化石蜡的质量比为138:13:45:16；
步骤4、5操作同于实施例1。
性能测试：
参照《GB12953-2003氯化聚乙烯防水卷材》测试实施例1、2、3和对比例1、2、3所得超耐候氯化聚乙烯防水卷材的拉伸强度、断裂伸长率以及耐光、热老化性能，用耐光、热老化性能来体现氯化聚乙烯防水卷材的耐候性；
测试结果见表1：
表1
由表1中测试数据可知，对比例1中加入的纳米二氧化钛不用氯丁橡胶包覆，对比例1的力学性能下降非常显著，耐热老化性能和耐光老化性能也显著降低，尤其耐光老化性能降低的非常剧烈，这可能是因为纳米二氧化钛不用氯丁橡胶包覆难以在氯化聚乙烯基体中得到均匀分散，纳米二氧化钛的团聚严重，难以做到纳米尺度的分散，继而导致纳米二氧化钛的光吸收效应很弱，起不到延缓氯化聚乙烯光老化的作用；对比例2不用离子液体改性纳米碳酸钙，直接向氯化聚乙烯基体中加入纳米碳酸钙，得到的氯化聚乙烯防水卷材，力学性能特别差，耐光、热老化性能也降至最低，这可能是因为不经离子液体改性的纳米碳酸钙很难在氯化聚乙烯基体中得到较好的分散，导致氯化聚乙烯各项性能大幅下降；对比例3中不加入聚偏二氟乙烯树脂，相比三个实施例，氯化聚乙烯防水卷材的力学性能几乎没有什么变化，这表明聚偏二氟乙烯树脂的加入几乎不影响氯化聚乙烯树脂的力学性能，但对比例3的耐光、热老化性能有明显的降低，这说明聚偏二氟乙烯树脂的加入能够有效提升氯化聚乙烯防水卷材的耐光、热老化性能，进而氯化聚乙烯防水卷材会有比较优异的耐候性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述超耐候氯化聚乙烯防水卷材的基材为氯化聚乙烯，其氯含量为25~38wt%，提高耐候性的功能性添加物为氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂；
所述超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其制备方法包括氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备、离子液体改性纳米碳酸钙的制备、密炼、螺杆挤出、压光修整5个步骤；
所述氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛的制备，其方法为：将十六烷基磷酸酯甜菜碱溶于去离子水中，然后加入纳米二氧化钛，在8000~13000转/分速率下，充分均质分散2~4小时后，再加入氯丁橡胶胶乳，控制搅拌速率2500~4000转/分下，加热至70~90℃并恒温搅拌40~60分钟，得到纳米二氧化钛和胶乳的混合液，然后将混合液以16~22克/分的速率滴入高速搅拌的硫酸铝水溶液中，控制硫酸铝水溶液的搅拌速率为1500~3000转/分、温度为65~80℃，混合液滴加完毕后，陈化25~50分钟后，过滤，滤出的固体用去离子水洗涤3~5遍后放在80~95℃鼓风干燥箱内干燥至水分含量在0.4~0.7%，然后降至室温得到氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛；
所述离子液体改性纳米碳酸钙的制备，其方法为：将三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙混合后加入双行星搅拌机中，控制温度40~55℃，搅拌速率100~200转/分，分散桨速率5000~7500转/分下搅拌分散4~8小时后出料，放入超声震荡器中，恒温45~55℃下，超声震荡40~70分钟后，放于真空烘箱中，于65~80℃下真空干燥3~7小时后得到离子液体改性纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液中，十六烷基磷酸酯甜菜碱、去离子水、纳米二氧化钛、氯丁橡胶胶乳的质量比为1~4:90~130:25~45:60~85；
所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径为5~80nm；
所述氯丁橡胶胶乳的固含量为42~58%；
所述硫酸铝水溶液中硫酸铝的质量分数为6~18%；
所述纳米二氧化钛和胶乳的混合液与硫酸铝水溶液的质量比为4~7:20。
3.根据权利要求1所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述纳米碳酸钙的粒径为10~100nm；
所述三丁基甲基铵双三氟甲基磺酰亚胺盐、无水乙醇、纳米碳酸钙的质量比为15~25:130~160:45~70。
4.根据权利要求1所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述密炼，其方法为：将氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度150~170℃，转速70~80转/分条件下密炼20~35分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成10~30目颗粒，得到胶料颗粒。
5.根据权利要求4所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述氯化聚乙烯的氯含量为25~38wt%；
所述聚偏二氟乙烯树脂的玻璃化转变温度为-40~-30℃，熔融温度为170~180℃；
所述氯化聚乙烯、氯丁橡胶包覆纳米二氧化钛、离子液体改性纳米碳酸钙、聚偏二氟乙烯树脂、氯化石蜡的质量比为110~150:9~15:38~60:5~10:10~20。
6.根据权利要求1所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述螺杆挤出，其方法为：将胶料颗粒投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度8~18kg/h，螺杆转速25~40转/分，熔体压力为9~15MPa，加料段温度120~140℃，混料段150~175℃，熔融段180~195℃，机头温度195~205℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度190~205℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。
7.根据权利要求1所述的超耐候氯化聚乙烯防水卷材，其特征在于：
所述压光修整，其方法为：将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为95~105℃，中辊的温度为85~95℃，下辊的温度为75~85℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的超耐候氯化聚乙烯防水卷材。
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Non-Patent Citations (3)
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|---|
| YANG ZHAO ET AL: "Crystallization Control of CaCO3 by Ionic Liquids in Aqueous Solution", 《CRYSTAL GROWTH & DESIGN》, 5 October 2009 (2009-10-05), pages 4984 - 4986 * |
| 周智轶等: "氯化聚乙烯防水卷材的研究进展与展望", 《当代化工研究》, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 138 - 139 * |
| 张广彬等: "高强度氯化聚乙烯防水卷材的制备及性能研究", 《中国建筑防水》, 31 December 2010 (2010-12-31), pages 10 - 13 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117567819B (zh) | 2024-04-12 |
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